Як приклад розглянемо порядок розрахунку гвинтового компресора, встановленого на невеликому виробництві, наприклад, в автосервісі.
Припустимо, що автосервіс планує організоватьучасток слюсарного ремонту автомобілів з 15 рабочіміпостамі. Основними споживачами стисненого воздухан цьому випадку будуть 15 гайковертов, находящіхсяна робочих постах. Крім того, необходімопредусмотреть возможностьдополнітельних разовихподключеній різного пневмооборудования (сістемпневмоуправленія на підйомниках, продувочнихпістолетов, пістолетів для підкачки коліс тощо.). Витрата повітря у кожного гайковерта 500 л / мін.Требуется підібрати гвинтовий компресор длязабезпечення даного виробництва стисненим повітрям. При оснащенні ділянки слюсарного ремонту особливі вимоги до якості повітря відсутні, тому питання підготовки стисненого повітря в рамках даної статті розглядатися не будуть. Визначимо витрата повітря, на підставі якого визначається необхідна продуктивність компресора.
Витрата повітря у кожного гайковерта 500 л / хв. Приймемо коефіцієнт використання обладнання рівним 0,2. У цьому випадку загальне споживання повітря складе:
Q = 500 х 15 x 0,2 = 1500 л / хв.
Помноживши це значення на відповідний коефіцієнт синхронності роботи обладнання
(При використанні 15 гайковертов він дорівнює 0,7), отримаємо:
Q = 1500 х 0,7 = 1050 л / хв.
Підключення різного додаткового устаткування збільшить отриману величину приблизно на 30-35%. Отже, загальне споживання повітря становить 1365-1420 л / хв або в середньому 1400 л / хв.
Розглянемо модельний ряд гвинтових компресорів компанії FIAC. В даному діапазоні продуктивності компанія пропонує кілька моделей: NEW SILVER 20 на ресіверах 270 л і 500 л; CRS 20 на ресіверах 270 л і 500 л; AIRBLOK 15 (на рамі), який можна укомплектувати
окремим ресивером 270 л або 500 л. Чому віддати перевагу?
Технічне обоснованіевибора компресора
Режим роботи автосервісу передбачає стрибкоподібний характер споживання стисненого повітря. Тому з цієї точки зору найбільш виправдано використання компресора NEW SILVER 20.
Крім того, в умовах автосервісу швидше за все не вийде використовувати більшість
функцій пультів управління, встановлених на CRS 20 і AIRBLOK 15. Дійсно, можливості по організації в автосервісі розгалуженої пневматичної системи з використанням декількох гвинтових компресорів обмежені.
Економічне обоснованіевибора компресора
Варіант з компресором AIRBLOK 15 міг би бути краще з точки зору економії електроенергії, так як на ньому встановлений двигун потужністю 11 кВт (на NEW SILVER 20 і CRS 20 потужність двигуна 15 кВт). Однак компресори NEW SILVER 20 і CRS 20 будуть менш завантажені, відповідно, витрати на ТО при їх експлуатації будуть нижче. Крім того, якщо порівняти витрати на придбання компресорів NEW SILVER 20/500, CRS 20/500 і AIRBLOK 15+ ресивер 500 л, то: варіант з NEW SILVER 20/500 буде дешевше варіанта AIRBLOK 15 + ресивер 500 л приблизно на 20%; варіант з CRS 20/500 буде дешевше варіанта AIRBLOK 15 + ресивер 500 л приблизно на 15%. Таким чином, найбільш оптимальним варіантом для автосервісу є компресор NEW SILVER 20. Компресори NEW SILVER 20 випускаються на ресіверах об'ємом 270 л і 500 л. Який обсяг ресивера краще в даному випадку?
Математично опишемо режим роботи гвинтового компресора. У режимі нагнітання стиснене повітря, вироблений компресором, надходить в ресивер і одночасно виходить з нього за рахунок роботи підключених споживачів. Різниця між виробленим повітрям Qк (продуктивністю компресора) і витратою повітря Qрасх (передбачається, що витрата повітря постійний) буде «збиратися» в ресівері. Якщо обсяг ресивера позначити V р. то час роботи компресора в режимі нагнітання визначається за формулою:
Досягнувши Рmax. гвинтовий компресор переходить в режим холостого ходу. У режимі холостого ходу
компресор не виробляє стиснене повітря. Робота пневмооборудования відбувається за рахунок стисненого повітря, що знаходиться в ресівері. Якщо за час роботи на холостому ходу тиск не знизиться до Рmin. то компресор переходить в режим очікування.
Загальний час падіння тиску в ресивері від Рmax до Рmin розраховується так:
У нашому випадку: Рmax = 10 бар; Рmin = 8 бар;
Проведемо перевірочний розрахунок режиму роботи для компресорів NEW SILVER 20/300 і NEW
SILVER 20/500. Складаючи значення t1 і t2 ми отримаємо так звану величину tрц - час одного робочого циклу. Розділивши 60 хв на tрц знайдемо n - число робочих циклів (включень) компресора протягом години.
Результати розрахунків наведені в таблиці 1. Існують залежності, які регламентують
максимальна кількість включень / виключень компресора в одиницю часу (за 1 годину).
Загальне правило таке: чим більше потужність електродвигуна, тим менше повинно бути число
включень / виключень. Для компресорів з потужністю електродвигуна 11-22 кВт це число
не повинно перевищувати 22. Таким чином, оптимальним варіантом для нашого автосервісу буде компресор NEW SILVER 20/500.
